《道路工程》1、2节总结

第二章第一节：土工概述

1.土是由土颗粒(固相)、水(液相)及气体(气相)三种物质组成的集合体。

2.反映土的物理性质的指标有密度、比重、含水率、干密度、饱和密度、浮密度、孔隙比、孔隙率、饱和度等。

(1)土的密度ρ: 是指土体单位体积的质量。ρ=m/V

(2)土颗粒的比重(或土粒密度) Gs :是指土的固体颗粒的单位体积的质量与水在4℃时单位体积的质量之比。Gs=ρs/ρw。

(3) )土的含水率ω: 是指土中水的质量与固体颗粒质量之比，通常以百分数表示。ω=mw/msx 100% 。

(4)干密度ρd:是指土的固体颗粒质量与土的总体积之比。ρd=ms/V

(5)饱和密度ρsat: 是指土孔隙中全部被水充满时土的密度。

(6)浮密度(或称浸水密度)ρ’：是指土浸在水中受到水的浮力作用时的单位体积的质量。

(7)孔隙比 e: 是土中孔隙的体积与固体颗粒体积之比。e=Vv/Vs.。

(8)孔隙率 n: 是指土中孔隙体积与总体积之比。n=Vv/Vx100%

(9)饱和度 Sr:是指孔隙中水的体积与孔隙体积之比。

3.土工试验顶目

(1)物理性质试验 ：包括含水率、密度、比重、颗粒分析和相对密度等。

(2)水理性质试验 ：包括界限含水率、稠度、膨胀、收缩和毛细上升高度等。

(3)力学性质试验 ：包括渗透性、击实性、压缩性、黄土湿陷性、直接剪切、三轴剪切、元侧限抗剪、土基承载比及回弹模量等。

(4)化学性质试验 ：包括酸碱度、烧失量、有机质含量，可溶盐含量、阳离子交换量和矿物成分等。

第二节 土的物理性质试验

1.土的含水率试验方法：主要有烘干法、酒精燃烧法和比重法。

①　烘干法是测定含水率的标准方法，适用于黏质土、粉质土、砂类土、砂砾石、有机质和冻土等土试样。105-1 10℃恒温烘箱，烘干时间对细粒土不得少于8h，对砂类土不得少于 6h。对含有机质超过 5% 的土或含石膏的土，应将温度控制在 65-70 ℃的恒温下烘干 12 -15h 为宜。含水率=（湿土质量-干土质量）/干土质量*100%。

②　酒精燃烧法是快速测定法中较准确的一种，现场测试中用的较多。不适用于含有机质土、含盐量较多的土和重黏土等土质试样。

③　比重法仅适用于砂类土。

2.密度试验方法，方法有环刀法、蜡封法、灌砂法、灌水法等。密度=质量/体积

3.比重试验：土的比重试验目的是求得土在 105～1 10℃下烘干至恒重时的质量与同体积 4℃时蒸馏水的质量的比值。试验方法有比重瓶法、浮称法、浮力法和虹吸筒法。试验步骤参见《公路土工试验规程》(JTG E40-2007 )。

4.颗粒分析试验：常用的分析土粒大小的方法有两种:对于大于0.075mm的土粒常采用筛分法，而对于小于0.075mm的土粒则用沉降分析法。划分粒组有两种方式:

(1)任意划分的方式，即按一定的比例递减关系划分粒组的界限值。

(2)考虑土粒性质变化的方式，即使划分的粒组界限值与粒组性质(如矿物成分、物理性质、水理性质、力学性质等)的变化相适应。

(3)土的粒度成分是指土中各种不同粒组的相对含量(以干土重量的百分比表示)，它可用来描述土的各种不同粒径土粒的分布特性。常用的粒度成分的表示方法有:表格法、累计曲线法和三角形坐标法。

(4)根据累计曲线，可确定两个土粒的级配指标。

见图片

不均匀系数 Cu 反映大小不同粒组的分布情况。Cu 越大，表示土粒大小分布范围大，土的级配良好。曲率系数 Cc 则是描述累计曲线的分布范围，反映累计曲线的整体形状。

一般认为不均匀系数 Cu<5时，为匀粒土，其级配不好;Cu> 10 时，为级配良好的土。但实际上仅用一个指标 Cu 来确定土的级配情况是不够准确的，还应同时考察累计曲线的整体形状，即兼顾曲率系数Cc 的值。

当同时满足不均匀系数 Cu >5和曲率系数Cc =1～3 这两个条件时，土为级配良好的土;如不能同时满足，则为级配不良的土。

5.砂的相对密度试验：用孔隙比 e 的大小作为判断砂土密实状态的指标是最简便的方法，相对密度是砂紧密程度的指标，等于其最大孔隙比与天然孔隙比之差和最大孔隙比与最小孔隙比之差的比值。

6.液塑限试验 液限与塑限之差值，称为塑性指数Ip，Ip=ωL-ωp ，塑性指数越大，表示土的可塑性越大。液性指数 IL=（ω-ωp）/（ωL-ωp）当 IL =1. 0 ， 即 ω =ωL ， 土处于液限;IL =0， 即ω= ωp，土处于塑限。液塑限联合测定法、液限碟式仪法、塑限滚搓法、缩限试验。

7.土的天然稠度试验:土的液限与天然含水率之差和塑性指数之比，称为土的天然稠度。